光纖電纜今天廣泛用於數據傳輸。在 IT 的某些領域，它們已經完全取代了基於金屬導體的傳統通信線路。在必須長距離傳輸大量數據的情況下，光線路特別有效。
光纖的物理基礎
光纖工作的物理原理是基於全反射原理。如果我們取兩種折射率不同的介質 n1 和 n2, 和 n2<n1 （例如，空氣和玻璃或玻璃和透明塑料）並讓一束光以 α 角射向界面，然後會發生兩個事件。
從左上角（沿箭頭）發射的光束（圖中以紅色表示）將被部分折射並通過折射率為 n 的介質2 角度α1<α - 光束的這一部分由虛線表示。光束的另一部分將以相同的角度從界面反射。如果光束以較淺的角度 β 發射（圖中的綠色光束），則會發生相同的事情 - 以角度 β 的部分反射和部分折射1.
如果入射角 α 進一步減小（圖中的藍色光束），那麼光束的折射部分可以幾乎平行於介質界面“滑動”（藍色虛線）。入射角的進一步減小（以 β 角入射的綠色光束）將導致質量跳躍 - 折射部分將不存在。光束將從兩種介質之間的界面完全反射。這個角度稱為全反射角，現象本身稱為全反射。隨著入射角的進一步減小，將觀察到相同的情況。
光纖裝置
光纖就是建立在這個原理上的。它由兩個具有不同光密度的同軸層組成。
如果光束以大於光反射角的角度進入光纖的開口端，它將從兩種不同折射率的介質的接觸邊界處完全反射，每次“跳躍”時衰減很小。
光纖的外部由塑料製成。內層也可以用透明塑料製成，然後可以彎曲足夠大的角度（甚至捲成一個環，進入裡面的光仍然會從一端傳遞到另一端，衰減取決於光學特性）塑料和光導的長度）。對於柔韌性不那麼重要的主乾電纜，內芯通常由玻璃製成。這減少了衰減，降低了光纖的成本，但它對彎曲變得敏感。
為了增加光線路的吞吐量，光纖以雙模或多模版本生產。為此，纖芯橫截面增加到 50 微米或 62.5 微米（單模為 10 微米）。通過這種光纖可以同時傳輸兩個或多個信號。
光傳輸線的這種結構具有某些缺點。其中之一是由每個信號的不同路徑引起的光色散。他們學會了通過製作具有梯度（從中間到邊緣變化）折射率的核心來處理它。因此，校正了不同光束的路徑。
多模光纖電纜主要用於本地網絡（同一建築物內、一個企業等），單模光纖用於乾線。
光纖線路裝置
FOCL 傳輸由 LED 或激光器產生的光信號。在發射器中產生電信號。終端設備還需要電脈衝形式的信號。因此，有必要對原始數據進行兩次轉換。光纖線路的簡化圖如圖所示。
來自發射器的信號被轉換成光脈衝並通過光線路傳輸。發射端發射器的功率是有限的，因此，在一定間隔的長線路上，安裝了補償衰減的設備 - 光放大器、再生器或中繼器。在接收端，有另一個轉換器將光信號轉換為電信號。
光纜設計
為了組織光纖線路，將單根光纖用作光纜的一部分。它的設計取決於傳輸線的目的和鋪設方法，但通常它包含幾根帶有單獨保護塗層的光纖（防止划痕和機械損壞）。這種保護通常分兩層進行 - 首先是複合外殼，在頂部 - 額外的塑料或清漆塗層。光纖被封裝在一個共同的護套中（如傳統電纜），這決定了電纜的範圍，並且在選擇時考慮了線路在運行期間將受到的外部影響。
在鋪設電纜橋架時，存在保護線路免受囓齒動物侵害的問題。在這種情況下，需要選擇外護套用鋼帶或鋼絲鎧裝加固的電纜。玻璃纖維也用於防止損壞。
如果電纜鋪設在管道中，則不需要加強護套。金屬管可以可靠地保護小鼠和大鼠的牙齒。外殼可以做得很輕。這使得更容易在管道內收緊電纜。
如果要在地下舖設線路，則以防腐蝕鋼絲鎧裝或玻璃纖維棒的形式進行保護。它不僅提供高抗壓縮性，而且還抗拉伸。
如果電纜要鋪設在海域、河流和其他水屏障、沼澤土壤等，則需要使用鋁聚合物膠帶進行額外保護。這就是防止水進入的方法。
此外，公共護套內的許多電纜包含：
- 用於在外部機械影響和線路熱伸長期間為結構提供更大強度的鋼筋；
- 填料 - 填充纖維和其他元素之間的空白區域的塑料線；
- 動力棒（它們的目的是增加拉伸載荷）。
在大跨度中，線路懸掛在電纜上，但也有自支撐電纜。支撐金屬電纜直接內置在外殼中。
作為一種單獨類型的光纖線路，應該提到光纖跳線。該電纜包含一根或兩根光纖（單模或雙模），封裝在一個共同的護套中。在電源線的兩側，都配有連接器。這種電纜長度較短，用於短距離連接設備或鋪設機櫃內通信。
光纜的優缺點
決定此類通信線路廣泛分佈的光纜無疑具有以下優勢：
- 高抗噪性——光信號不受家庭和工業電磁輻射的影響，線路本身不發射（這使得傳輸的信息難以被未經授權的訪問，並且不會產生電磁兼容性問題）；
- 接收端和發射端之間完全電流隔離；
- 低衰減水平——遠低於有線線路；
- 使用壽命長；
- 大吞吐量。
在現代現實中，電纜不會吸引金屬竊賊也很重要。
光學並非沒有缺陷。首先，這是安裝和連接的複雜性，需要特殊的設備、工具和材料，也對線路安裝和維護人員的資質提出了更高的要求。 FOCL 中的大多數故障都與安裝錯誤有關，這些錯誤可能不會立即顯現出來。最初，生產線本身的成本也很高，但技術的發展使這一劣勢達到競爭水平成為可能。
光通信線路在通信材料市場中佔有重要地位。在可預見的未來，除非有技術突破，否則他們看不到真正的替代方案。
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